KR20130038194A - 탄소 섬유 절단 스트랜드 및 그 제조 방법 - Google Patents

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히로시 츠네카와
타카오 사에키
아키오 요시다
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도호 테낙구스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 의해, 30,000 ~ 120,000개의 탄소 섬유로 되는 단사와, 상기 단사를 집속하는 1 ~ 10 질량%의 사이즈제로 구성되는 탄소 섬유 절단 스트랜드이며, 그 단면의 긴 직경(Dmax)과 짧은 직경(Dmin)의 비율(Dmax/Dmin)이 1.0 ~ 1.8이고, 섬유방향에 따른 길이(L)가 3 ~ 10㎜이고, 그 안식각이 10 ~ 30도인 탄소 섬유 절단 스트랜드 및 그 제조방법이 개시된다.

Description

탄소 섬유 절단 스트랜드 및 그 제조 방법{Carbon-Fiber Chopped Strand and Manufacturing Method of the Same}
본 발명은 짧은 탄소 섬유 강화 열가소성 수지의 제조 원료로서 중요한 탄소 섬유 절단 스트랜드(chopped strand) 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더 상세하게 설명하면, 본 발명은 유동성이 높은 탄소 섬유 절단 스트랜드 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 탄소 섬유 절단 스트랜드는 탄소 섬유를 함유하는 수지 펠릿(pellet)이나, 탄소 섬유를 함유하는 수지 성형물 등을 제조할 때에 압출기의 호퍼(hopper)로부터 계량기로 원활하게 공급된다.
종래, 열가소성 수지를 매트릭스 수지로서 제조되는 짧은 탄소 섬유 강화 열 가소성 수지(Carbon Fiber Reinforced Thermo-Plastic)(이하 "CFRTP"로 기재)는, 고성능인 엔지니어링 재료로서 주목받고 있으며, 그 수요가 급격히 증가하고 있다. 이 CFRTP는 사출 성형에 의해 제조할 수 있기 때문에 생산성이 높다. 또한, 종래의 강화되지 않은(未强化) 열가소성 수지나 짧은 스트랜드 강화 열가소성 수지와 비교하여 기계적 특성, 미끄럼(摺動; sliding) 특성, 전기적 특성, 치수 안정성 등이 우수하다.
통상, 이 CFRTP를 제조하는 방법으로는 아래에 기재하는 방법이 있다.
(1) 우선, 3 ~ 10㎜로 절단되어 사이즈제(sizing agent)로 집속(集束)된 탄소 섬유 필라멘트 다발(소위(所謂) 탄소 섬유 절단 스트랜드), 혹은 1㎜ 이하로 분쇄된 소위 탄소 섬유 밀드 화이버(milled fiber)를 열가소성 수지의 펠릿 또는 파우더와 함께 압출기로 공급하고, 압출기에서 이들을 용융 반죽(混練)하여 펠릿화 한다. 그 후, 얻은 펠릿(pellet)을 사용하여 사출 성형기 또는 압출 성형기에서 CFRTP를 제조한다.
(2) 탄소 섬유 절단 스트랜드와 열가소성 수지의 펠릿 또는 파우더를 압출 성형기에 투입하여 직접 CFRTP를 제조한다.
한편, 압출기에 탄소 섬유 절단 스트랜드와 열가소성 수지를 공급하여 펠릿을 제조하는 방법으로서, 주로 다음의 2가지 방법이 채용되고 있다.
(1) 탄소 섬유 절단 스트랜드와 열가소성 수지를 건식 혼합하여 그 혼합물을 압출기에 공급하는 방법(dry belnding 법).
(2) 열가소성 수지를 압출기의 압출 방향의 후단 측에 공급하고, 한편, 공급한 열가소성 수지가 용융하고 있는 압출기의 압출 방향 중간 부분에 탄소 섬유 절단 스트랜드를 공급하는 방법(side feeding 법).
널리 알려진 바와 같이, CFRTP의 각종 특성은 탄소 섬유의 섬유 길이에 관련된다. 섬유 길이가 극히 짧은 밀드 화이버를 사용하면, 성형되는 CFRTP의 섬유 길이는 극히 짧기 때문에 이 CFRTP가 가진 각종 특성은 탄소 섬유 절단 스트랜드를 사용하는 CFRTP와 비교하여 뒤떨어진다.
CFRTP 내의 섬유 길이를 길게 유지시키기 위해, 컷팅(cutting) 길이와 같은 섬유 길이를 가진 긴 섬유 펠릿을 사용하여 CFRTP을 제조하는 경우가 있다. 이 경우는, 얻어지는 CFRTP의 섬유 배향 제어가 어렵다. 따라서, 양산을 할 필요가 있는 저렴한 CFRTP의 제조에는 이 긴 섬유 펠릿을 사용하는 제조 방법은 적합하지 않다. 상기 이유로, 일반적으로는 탄소 섬유 절단 스트랜드가 CFRTP의 제조에 이용된다.
CFRTP를 제조할 때에 탄소 섬유 절단 스트랜드의 유동성이 낮은 경우는 탄소 섬유 절단 스트랜드를 압출기에 안정적으로 공급하기 어렵게 되는 문제가 있다.
건식 혼합법(dry belnding 법)에서는 사용하는 탄소 섬유 절단 스트랜드의 유동성이 낮은 경우, 압출기나 사출 성형기의 호퍼 내에서 탄소 섬유 절단 스트랜드는 흘러내리기 어려운 문제가 있다. 그 결과, 호퍼 하부에 설치되어 있는 계량기가 정량적으로 압출기의 압출 스크류에 공급하는 탄소 섬유 절단 스트랜드 양(量)이 불안정하게 된다. 상기 이유로, 균일한 조성(組成)의 CFRTP를 정상적으로 얻는 것이 곤란하게 된다. 게다가, 생산 효율이 저하된다.
한편, 사이드 피딩법(side feeding 법)에서도 마찬가지로 탄소 섬유 절단 스트랜드의 유동성이 낮은 경우, 탄소 섬유 절단 스트랜드가 압출기의 압출 스크류에 정량적으로 공급되지 않게 된다. 게다가, 극단적인 경우는 탄소 섬유 절단 스트랜드의 공급 자체가 불가능하게 되는 경우가 있다.
이러한 이유로, 공업적으로 대량으로 사용되는 탄소 섬유 절단 스트랜드는 유동성이 높은 성질을 가질 것이 요구된다. 이 요구에 부응하기 위해, 탄소 섬유 스트랜드에 집속성(集束性)이 높은 사이즈제를 부여하는 방법이나, 사이즈제를 많이 부여하는 방법이 채용되고 있다. 또한, 스트랜드를 컷팅하여 얻어지는 탄소 섬유 절단 스트랜드에 별도의 사이즈제를 첨가하여 미립자(微粒子) 형태로 성형하는 것이 행해지고 있다.
그러나, 상기 사이즈제의 첨가량이 많은 절단 스트랜드를 가공 온도가 높은 내열성 열가소성 수지에 배합하여 CFRTP를 제조하는 경우, 그 제조시에 사이즈제의 열분해에 기인하는 가스가 발생한다. 이 가스는 얻을 수 있는 CFRTP의 외관 불량이나, 용접 강도의 저하 등의 문제도 생기는 원인이 된다(예를 들면, 특허문헌 1, 2 참조). 심지어, 사이즈제의 열분해는 CFRTP의 물성 저하의 원인이 되기 쉽다.
더 더욱이, 탄소 섬유에 첨가하는 다량의 사이즈제의 영향으로 압출기 내에서 절단 스트랜드와 열가소성 수지와를 용융 반죽할 때에, 탄소 섬유의 분산성이 저하되는 경우가 있다. 이 경우는, 얻을 수 있는 펠릿 내의 탄소 섬유의 분산성은 불충분하다. 이 펠릿을 사용하여 CFRTP를 제조하는 경우는 얻을 수 있는 CFRTP 중에 충분히 분산되지 않은 섬유의 다발(束)이 존재하게 된다. 이 섬유의 다발은 응력 집중원이 되어 CFRTP의 기계적 특성(특히 인장 강도)이 저하한다.
한편, 절단 스트랜드를 대량 생산하기 위해서는 절단 스트랜드를 구성하는 단사(單絲) 수를 증가시키는 것이 효과적이다. 종래, 30,000개 이상의 단사 수로 이루어지는 절단 스트랜드는 알려져 있다. 이 절단 스트랜드는 그 형태가 편평(扁平)하게 형성되어 있다. 형태를 편평하게 함에 따라 CFRTP 내에서 탄소 섬유가 단사 상태로 분산하기 쉽게 되어 탄소 섬유가 다발 형태로 집합하는 것을 피할 수 있다.
그러나, 편평한 형태의 절단 스트랜드는 표면적이 크기 때문에 절단 스트랜드끼리의 접촉 면적이 크게 된다. 그 결과, 절단 스트랜드의 유동성이 떨어지고, 이 절단 스트랜드를 압출기에 공급하는 경우, 계량기로의 공급 불량이나 압출기로의 공급 불량이 발생 된다.
더욱이, 상기 공급 불량에 기인하여 절단 스트랜드가 압출기 내에서 체류하는 시간이 길게 된다. 이 경우는 절단 스트랜드는 압출기의 스크류에 의한 전단(剪斷)을 많이 받아 탄소 섬유가 부러진다. 그 결과, 섬유 길이가 짧아져 얻을 수 있는 CFRTP의 기계적 특성이 저하된다.
상술한 바와 같이, 탄소 섬유 절단 스트랜드에서 탄소 섬유의 분산성이나, 얻을 수 있는 CFRTP의 물성을 저하시키는 것 없이 절단 스트랜드의 유동성을 높이고, 이 유동성을 높이는 것에 따라 대량의 절단 스트랜드를 압출기의 호퍼로부터 압출기의 압출 스크류에 안정된 상태로 공급하는 것은 종래부터 곤란한 것이다.
특허문헌 1 : 일본공개특허 2003-165849 호 공보 특허문헌 2 : 일본공개특허 2004-149725 호 공보
본 발명자는 상기 문제를 해결하기 위해 다양하게 검토했다. 그 결과, 단사가 30,000개 이상 집속되는 탄소 섬유 스트랜드로, 꼬임(撚)의 수가 O.5 ~ 50 개/m의 꼬임을 형성한 후, 1 ~ 1 0 질량%의 사이즈제를 공급하여 집속하고, 그 후, 소정형상으로 절단하여 얻을 수 있는 절단 스트랜드는 CFRTP 내에서 예상과 반대로 분산성이 높다는 것을 발견했다. 또한, 이 절단 스트랜드는 편평하지 않기 때문에 유동성이 높고, 호퍼 내에서 원활하게 흘러내리는 것을 발견했다.
본 발명은 상기 발견에 근거하여 완성하기에 이르렀다. 따라서, 본 발명의 목적은 대량 생산에 적합한 대형 포장(梱包)을 가능하게 하고, 게다가 호퍼로부터 압출기로 안정적으로 공급할 수 있고, 압출기의 반죽 조작에서는 탄소 섬유의 양호한 분산성을 보이는 탄소 섬유 절단 스트랜드 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 목적은 하기의 본 발명의 각 형태에 의해 달성된다.
[1] 30,000 ~ 120,000개의 탄소 섬유로 이루어지는 단사와, 상기 단사를 집속하는 1 ~ 1 0 질량%의 사이즈제로 이루어지는 탄소 섬유 절단 스트랜드이며, 그 단면의 긴 직경(Dmax)과 짧은 직경(Dmin)의 비율(Dmax/Dmin)이 1.0 ~ 1.8이고, 섬유 방향에 따른 길이(L)가 3 ~ 10㎜이고, 그 안식각(安息角) 이 10 ~ 30도인 탄소 섬유 절단 스트랜드.
[2] 절단 스트랜드 섬유 방향에 따른 길이(L)와 절단 스트랜드의 짧은 직경(Dmin)과의 비율(L/Dmin)이 4 이하인 [1]에 기재된 탄소 섬유 절단 스트랜드.
[3] 사이즈제가 폴리아미드 수지인 [1]에 기재된 탄소 섬유 절단 스트랜드.
[4] 단사 수가 30,000 ~ 120,000개의 꼬임이 없는 탄소 섬유 스트랜드에 O. 5 ~ 50개/m의 꼬임을 가하는 공정과, 상기 꼬임을 가한 탄소 섬유 스트랜드를 사이즈제 용기(浴)에 넣은 후 건조하는 것에 의해 1 ~ 1 0 질량%의 사이즈제를 부여하여 탄소 섬유 스트랜드를 집속시키는 공정과, 상기 집속시킨 탄소 섬유 스트랜드를 소정 길이로 절단하는 공정과,를 갖는 것을 특징으로 하는 [1]에 기재된 탄소 섬유 절단 스트랜드의 제조 방법.
[5] 사이즈제가 폴리아미드 수지이며, 사이즈제 용기의 사이즈제 농도가 O.5 ~ 30 질량%인 [4]에 기재된 탄소 섬유 절단 스트랜드의 제조 방법.
[6] 30,000 ~ 120,000개의 탄소 섬유 단사와, 상기 단사를 집속하는 1 ~ 10 질량%의 사이즈제로 이루어지는 탄소 섬유 절단 스트랜드이며, 그 단면의 긴 직경(Dmax)과 짧은 직경(Dmin)의 비율(Dmax/Dmin)이 1.0 ~ 1.8이고, 절단 스트랜드의 섬유 방향에 따른 길이(L)가 3 ~ 10㎜이고, 그 안식각이 10 ~ 30도인 탄소 섬유 절단 스트랜드의 집합체이며, 상기 집합체에 포함되는 탄소 섬유 절단 스트랜드의 다발 잔존율이 70% 이상인 탄소 섬유 절단 스트랜드의 집합체.
[7] 30,000 ~ 120,000개의 탄소 섬유 단사와, 상기 단사를 집속하는 1 ~ 10 질량% 사이즈제로 이루어지는 탄소 섬유 절단 스트랜드이며, 그 단면의 긴 직경(Dmax)과 짧은 직경(Dmin)의 비율(Dmax/Dmin)이 1.0 ~ 1.8이고, 절단 스트랜드 섬유 방향에 따른 길이(L)가 3 ~ 10㎜이고, 그 안식각이 10 ~ 30도인 탄소 섬유 절단 스트랜드와, 상기 탄소 섬유 절단 스트랜드를 포장하는 플렉시블 컨테이너 백(flexible container bag)과,로 이루어지는 포장체이며, 포장체에 포함된 탄소 섬유 절단 스트랜드의 다발 잔존율이 70% 이상인 탄소 섬유 절단 스트랜드 포장체.
[8] 압출기를 이용하여 제조하는 열가소성 수지와 상기 열가소성 수지에 분산하는 탄소 섬유로 이루어지는 펠릿의 제조 방법이고, 30,000 ~ 120,000개의 탄소 섬유로 이루어지는 단사와, 상기 단사를 집속하는 1 ~ 10 질량%의 사이즈제로 이루어지는 탄소 섬유 절단 스트랜드이며, 그 단면의 긴 직경(Dmax)과 짧은 직경(Dmin)의 비율(Dmax/Dmin)이 1.0 ~ 1.8이고, 섬유 방향에 따른 길이(L)가 3 ~ 10㎜이고, 그 안식각이 10 ~ 30도인 탄소 섬유 절단 스트랜드를 플렉시블 컨테이너 백으로부터 직접 압출기의 호퍼로 투입하여 압출기 속에서 상기 탄소 섬유 절단 스트랜드와 수지와를 반죽하는 것을 특징으로 하는 펠릿의 제조 방법.
본 발명의 탄소 섬유 절단 스트랜드는, 30,000 ~ 120,00O개의 탄소 섬유 스트랜드에 소정 량의 사이즈제를 함침시킨 탄소 섬유 스트랜드를 원료로 사용하고 있다. 이 스트랜드는 O.5 ~ 50개/m의 꼬임을 갖기 때문에, 이것을 재단하여 얻을 수 있는 본 탄소 섬유 절단 스트랜드는 집속성이 우수하여 단면 형상이 편평하게 되기 어렵다. 그 결과, 본 탄소 섬유 절단 스트랜드는 유동성이 우수하다.
따라서, 압출기의 호퍼에 본 탄소 섬유 절단 스트랜드를 투입하는 경우, 호퍼 내에서 스트랜드의 흘러내림이 원활하게 행해져서 압출기의 계량기에 안정되게 공급된다. 그 결과, 압출기의 압출 스크류에 절단 스트랜드를 안정되게 공급할 수 있다.
본 탄소 섬유 절단 스트랜드는 상술한 바와 같이 압출기에 안정적으로 공급할 수 있기 때문에 압출기를 통과하는 시간의 불균형이 발생하기 어렵다. 그 결과, 압출 스크류부에서의 체류 시간을 단축할 수 있다. 상기 이유로, 압출 스크류부에서의 스트랜드의 반죽시에 절단이 적다. 그 결과, 긴 섬유를 분산하는 성형 재료를 얻을 수 있다. 상기 이유로, 이 성형 재료를 사용하여 성형물을 제조하는 경우, 기계적 특성이 우수한 성형물을 얻을 수 있다.
본 발명의 탄소 섬유 절단 스트랜드는 아래의 방법에 의해서 제조된다.
본 발명의 탄소 섬유 절단 스트랜드 제조 원료의 탄소 섬유는 꼬임을 가하는 것이 가능한 필라멘트 형태의 탄소 섬유이다.
폴리아크리로니트릴(PAN)계(系), 레이온계, 피치계 등의 각 탄소 섬유(흑연 섬유를 포함)나, 이러한 섬유 표면에 금속 피막을 코팅한 탄소 섬유 등을 사용할 수 있다.
탄소 섬유의 단사 직경은 3 ~ 15㎛가 바람직하고, 5 ~ 10㎛가 더 바람직하다.
이러한 탄소 섬유는 기존의 방법으로 제조되고, 일반적으로 스트랜드의 형태로 공급된다. 스트랜드를 구성하는 단사의 개수(個數)로서는 30,000 ~ 120,000개가 바람직하고, 40,000 ~ 110,000개가 더 바람직하며, 50,000 ~ 100,000개가 특히 바람직하다.
현재의 탄소 섬유의 제조 방법에서는, 그 제조 비용은 스트랜드를 구성하는 단사 개수와, 단사의 직경에 의존한다. 따라서, 단사 개수가 30,000개 미만의 스트랜드는 사용 가능하지만 제조 비용이 높게 된다. 게다가, 저렴한 가격이 요구되는 CFRTP의 강화재로서는 경제적으로 성립하기 어렵다.
단사 개수가 120,000개를 초과하는 스트랜드는 사이즈제를 부여할 때, 사이즈제가 스트랜드의 속까지 침투하기 어렵다. 그 결과, 스트랜드의 집속성이 악화하기 쉽게 된다. 또한, 절단 스트랜드를 재단(裁斷)할 때에 스트랜드가 섬유 축 방향을 따라서 갈라지기 쉽게 된다. 게다가, 수지와 절단 스트랜드와를 용융 반죽하여 제조하는 펠릿이나 CFRTP 내부로 분산되는 탄소 섬유의 균일 분산성이 저하하는 경향을 보이기 때문에 바람직하지 않다.
단사의 단위 길이당 질량은 O.8 ~ 8.0g/m이 적당하다.
상기 탄소 섬유 스트랜드는 계속해서 O.5 ~ 50개/m의 꼬임이 가해지게 된다. 꼬임의 수가 O.5개/m 미만인 경우, 얻어지는 절단 스트랜드의 단면 형상이 편평하게 된다. 즉, 절단 스트랜드의 단면의 긴 직경(Dmax)과 짧은 직경(Dmin)과의 비율 값(max/Dmin)이, 1.8을 초과하는 값을 갖는 편평한 형태의 탄소 섬유 절단 스트랜드가 된다. 그 결과, 절단 스트랜드의 유동성이 저하한다.
꼬임의 수가 50개/m를 초과하는 경우는, 섬유 다발 내부로 사이즈제가 함침하기 어렵게 된다. 그 결과, 스트랜드를 컷팅한 때에 사이즈제가 함침되어 있지 않은 내부의 탄소 섬유가 외부로 방출된다. 이 탄소 섬유는 외부에서 목화(綿) 형태의 보풀(毛羽) 덩어리를 형성하여 절단 스트랜드의 유동성을 저하시킨다.
O.5 ~ 50개/m의 꼬임을 갖는 탄소 섬유 스트랜드는, 미리 산화 섬유 다발 등의 프리커서(precursor: 탄소 섬유 전구체)에 꼬임을 가한 후, 상기 꼬임을 가한 프리카사를 통상의 방법에 의해 소성하여 탄소화하는 방법에 의해서도 제조할 수 있다.
통상, 꼬임은 프리커서를 탄소화 한 후에 부여하는 것이 바람직하다. 탄소화 후에 탄소 섬유 스트랜드에 꼬임을 가하는 경우에는 꼬임이 없는 탄소 섬유 스트랜드에 사이즈제를 부여한 후에 꼬임을 가하여도 좋다. 또한, 사이즈제를 부여하지 않고 꼬임을 가한 후, 사이즈제를 부여하여도 좋다. 일반적으로는 꼬임을 가한 후에 사이즈제를 부여하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 사이즈제로는 각종의 열가소성 수지, 열경화성 수지가 바람직하다. 예를 들어, 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지, 폴리에스텔 수지, 페놀 수지, 폴리아미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리스틸피리딘 수지, 폴리이미드 수지, 비스마레이미드 수지, 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 에폭시 변성 우레탄 수지, 폴리비닐알코올 수지, 폴리비닐피롤리돈 수지 또는 이들의 변성 수지를 들 수 있다. 또한, 이들 수지의 혼합물이 사용된다. 이들 중에서도, 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지가 바람직하고, 특히 폴리아미드 수지가 범용성, 용이한 취급성, 높은 기능성 측면에서 바람직하다. 폴리아미드 수지 중에서도 가용성 나일론 수지인 8 나일론(상표)가 특히 바람직하다.
탄소 섬유 스트랜드에 부여되는 사이즈제의 량은 탄소 섬유 스트랜드와 사이즈제와의 합계 질량을 기준으로 합계 질량의 1 ~ 1 0 질량%이며, 3 ~ 8 질량%가 바람직하고, 4 ~ 7 질량%가 더 바람직하다.
사이즈제의 양이 1 질량% 미만인 경우는, 얻어지는 탄소 섬유 절단 스트랜드의 집속성이 낮게 되며, 수송이나 취급 중에 스트랜드 균열이 생기기 쉽다.
사이즈제의 양이 10 질량%를 초과하는 경우에는, 용융 수지와 반죽하여 펠릿이나 CFRTP를 제조할 때, 이들에 분산하는 탄소 섬유의 분산성이 나쁘게 된다. 그 결과, 얻을 수 있는 펠렛 등의 기계적 특성이 저하된다. 또한, 반죽시에 발생하는 열분해 가스량이 많아지게 되어 얻을 수 있는 CFRTP가 열화(劣化)한다. 게다가, 스트랜드의 재단시에 재단하기 어렵게 되기 때문에 얻을 수 있는 절단 스트랜드의 절단면이 편평하게 되기 쉽다. 즉, 원형에 가까운 형상이 되기 어렵고, 이 경우는 유동성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다.
사이즈제는 통상 용제에 용해된 용액 또는 분산액의 형태로 탄소 섬유 스트랜드에 부여한다. 용제로서는 사이즈제의 종류에 따라 물; 에틸알코올, 메틸알코올 등의 알코올류; 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족류; 디클로로메탄, N-메틸피로리돈, 디메틸포름아미드, 테트라히드로퓨란 등이 선택된다. 또한, 이들 용제의 혼합계도 적절히 선택하여 사용된다. 사이즈제 용액 또는 사이즈제 분산액의 사이즈제 농도는 O.5 ~ 30 질량%가 바람직하다.
사이즈제를 탄소 섬유 스트랜드에 부여하는 방법으로서는 사이즈제 용액에 탄소 섬유 스트랜드를 침적하는 방법, 스프레이 노즐을 사용하여 사이즈제 용액을 분무하는 방법 등의 공지된 방법이 채용된다.
사이즈제를 부여한 탄소 섬유 스트랜드는 계속해서 공지의 방법에 의해 건조된다. 건조는 예를 들면, 공기 건조기 등의 내부에 스트랜드를 통과시키는 것에 의해 행해진다. 건조온도는 50 ~ 2OO℃가 바람직하다. 이 형태로 해서 건조시키는 것에 따라 꼬임의 부여와 사이즈제의 집속 작용으로 탄소 섬유 스트랜드는 자연스럽게 섬유 축 방향에 직교하는 단면 형상이 원형에 가까워져 그 단면의 긴 직경(Dmax)과 짧은 직경(Dmin)의 비율(Dmax/Dmin)이 1.0 ~ 1.8의 범위에 들어가게 된다.
또한, 상기 건조시에는 홈이 있는 롤러를 사용하여 사이즈제가 부여된 탄소 섬유 스트랜드의 단면의 성형을 행하여도 좋다. 롤러 홈의 단면 형상은 U 자형이 바람직하다.
상기와 같이해서 제조되는 탄소 섬유 스트랜드는, 계속해서 3 ~ 10㎜, 바람직하게는 5 ~ 8㎜로 절단되어 본 발명의 탄소 섬유 절단 스트랜드를 얻을 수 있다. 본 발명의 탄소 섬유 절단 스트랜드의 평균 직경은 집속한 단사 수에 따라 다르지만 통상 1 ~ 10㎜이다.
본 발명의 탄소 섬유 절단 스트랜드는 그 섬유 축 방향에 직교하는 단면에서의 긴 직경(Dmax)과 짧은 직경(Dmin)과의 비율(Dmax/Dmin)이 1.0 ~ 1.8로, 바람직하게는 1.0 ~ 1.6이다. 이 비율이 1.8을 초과하는 경우는 스트랜드끼리의 접촉 면적이 많아져서 스트랜드의 유동성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명의 절단 스트랜드의 섬유 길이(L)는 3 ~ 10㎜이며, 5 ~ 8㎜인 것이 더 바람직하다. 절단 스트랜드의 섬유 길이가 10㎜를 초과하는 경우는 스트랜드끼리의 접촉 면적이 많아져서 유동성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 절단 스트랜드의 섬유 길이가 3㎜ 미만인 경우는 섬유 강화 복합 재료로 한 경우의 보강 효과를 충분히 얻을 수 없기 때문에 바람직하지 않다.
절단 스트랜드의 섬유 길이(L)와 절단 스트랜드의 짧은 직경(Dmin)과의 비율(L/Dmin)은 4 이하가 바람직하고, 3 이하가 더 바람직하다. 이 비율이 4를 넘는 경우는 스트랜드끼리의 접촉 면적이 많아져서 유동성이 저하되는 경우가 있다.
탄소 섬유 절단 스트랜드의 유동성은 그 안식각에 의해서 평가된다. 안식각은 후술하는 방법에 의해 측정된다. 안식각의 값이 작을수록 유동성이 좋다고 평가된다. 유동성이 좋다고 평가되는 절단 스트랜드의 안식각은 30도 이하로, 25도 이하인 것이 더 바람직하다. 안식각이 30도를 넘는 경우는, 호퍼 내의 절단 스트랜드를 압출기로 공급할 때의 스트랜드의 흘러내림의 안정성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 안식각이 10도 미만인 경우는 유동성이 너무 높아 오히려 취급이 곤란하게 되므로 바람직하지 않다.
탄소 섬유 절단 스트랜드의 부피 밀도는 일정 체적(1L) 당 절단 스트랜드의 질량으로 표시된다. 탄소 섬유 절단 스트랜드의 부피 밀도는 200g/L 이상이 바람직하고, 250g/L이 더 바람직하고, 300g/L 이상이 특히 바람직하다. 부피 밀도의 상한은 통상 700g/L 정도이다.
일반적으로, 부피 밀도가 150g/L 이하인 경우는, 절단 스트랜드 1개에 걸리는 중력보다도 절단 스트랜드끼리의 표면에서의 마찰 저항이 크게 된다. 그 결과, 호퍼 내에서 절단 스트랜드가 흘러내릴 수 없는 부분이 발생한다.
프리 파이버(free fiber) 발생률을 측정하는 것에 의해 절단 스트랜드의 형태 유지 안정성을 평가할 수 있다. 프리 파이버 발생률은 3 % 이하가 바람직하다. 프리 파이버 발생률이 5 % 이상의 경우는, 수송중이나 호퍼로부터 압출기로 절단 스트랜드를 공급하고 있을 때, 절단 스트랜드의 형태가 유지될 수 없어 개섬(開纖; 다발을 한 오라기씩 얇게 펴는 것) 한다. 그 결과, 목화 형상의 덩어리가 생성하여 절단 스트랜드의 유동성의 저하를 일으킨다.
프리 파이버 발생률은 이하의 방법에 의해 구했다.
500㎖의 비커(beaker)에, 비커 상부쪽 30㎝ 높이에서 비커 속으로 탄소 섬유 절단 스트랜드를 떨어뜨렸다. 탄소 섬유 절단 스트랜드가 비커 상단을 넘쳐서 쌓이게 되어 비커의 상단으로부터 낙하(落下)할 때까지 탄소 섬유 절단 스트랜드를 비커에 공급했다. 그 후, 유리 봉을 비커의 상단을 따라 이동시켜 비커의 상단 면에서 상부 쪽으로 돌출되어 있는 탄소 섬유 절단 스트랜드를 제거했다. 그 후, 비커 내의 탄소 섬유 절단 스트랜드의 질량(W1g)을 측정했다.
다음에, 이 탄소 섬유 절단 스트랜드를 2000㎖의 메스 실린더(measuring cylinder)로 옮기고 밀폐했다. 메스 실린더의 축을 중심으로 하여 25rpm으로 20분간 회전시켰다. 메스 실린더의 회전을 정지하고 탄소 섬유 절단 스트랜드를 체(篩)(3 메쉬)로 옮겼다. 탄소 섬유 절단 스트랜드가 체에서 낙하하지 않게 될 때까지 전후 좌우로 체를 움직여서 탄소 섬유 절단 스트랜드를 체로 분리했다. 체에 남은 프리 화이버를 채취하여 그 질량(W2g)을 측정했다. 프리 파이버 발생률을 다음 식을 이용하여 산출했다.
프리 파이버 발생률(%) = (W2/W1) X 1 0 0
본 발명의 절단 스트랜드는, 다수의 절단 스트랜드 집합체의 상태에서 플렉시블 컨테이너 백 등으로 포장되어 펠릿의 제조 공정에 제공된다. 이 경우, 집합체 혹은 포장체를 구성하는 절단 스트랜드는 보다 적은 개수의 절단 스트랜드로 나눠지지 않고, 원래(元) 개수의 절단 스트랜드 그대로 안정되게 존재하는 것이 바람직하다.
스트랜드 파손의 정도는, 후술하는 다발 잔존율로 표시된다. 다발 잔존율은 50 % 이상이 바람직하고, 70 % 이상이 더 바람직하다. 다발 잔존율이 50 %보다 낮은 경우는, 스트랜드끼리의 접촉 면적이 증가하기 때문에 절단 스트랜드의 유동성이 저하하여 바람직하지 않다.
절단 스트랜드의 포장 방법은 공지의 방법을 사용할 수 있으나, 그 중에서도 플렉시블 컨테이너 백을 이용하는 방법이 바람직하다. 플렉시블 컨테이너 백은 분말상태나 입자상태로 보관, 운반하기 위해 사용하는 자루모양(袋狀)의 포장재이다. 플렉시블 컨테이너 백은 시판중인 것을 적절히 사용할 수 있다. 플렉시블 컨테이너 백은 그 하부가 개폐 가능한 타입의 것이 바람직하다. 이 플렉시블 컨테이너 백은 호퍼로의 절단 스트랜드의 투입 조작이 용이하게 된다.
이상의 방법을 사용하는 것으로, 본 발명의 탄소 섬유 절단 스트랜드를 얻을 수 있다.
[실시 예]
이하, 실시 예에 의해서 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시 예에 한정되지 않는다.
(황산 분해법)
사이즈제의 정량은 아래에 기재하는 이른바 황산 분해법에 의해서 실시했다.
200㎖의 코니칼 비커 속에 탄소 섬유 절단 스트랜드 2g(W1)을 넣고 정밀측정했다. 진한 황산 100㎖를 넣어 시계 접시(時計皿)로 덮개를 하여 약 2OO℃에서 1시간 가열하여 사이즈제를 열분해 했다. 냉각 후 비커 속에 과산화수소 수용액을 용액이 투명해질 때까지 소량씩 추가했다. 그 후, 미리 정밀 측정한 유리 필터(W2)를 사용하여 탄소 섬유를 여과 분리하였다. 여과 분리한 탄소 섬유를 약 1000㎖의 물로 세정한 후, 탄소 섬유가 들어있는 유리 필터를 110±3℃에서 2시간 건조했다. 건조 후의 탄소 섬유가 들어있는 유리 필터의 질량(W3)를 정밀 측정했다.
다음 식에 의해서 사이즈제 부착량을 구했다.
사이즈제 부착량(질량 %) = (Wl - (W3 - W2)) X 100/W1
(다발 잔존율)
절단 스트랜드를 1g 측정했다. 측정한 절단 스트랜드의 개수와, 절단되기 전의 구성 개수를 유지하고 있는 절단 스트랜드의 개수와를 계측했다. 얻은 계측 값을 사용하여 구성 개수를 유지하고 있는 절단 스트랜드의 비율을 산출했다.
(부피 밀도)
2L의 메스 실린더에 300g의 절단 스트랜드를 충전하여 가벼운 충격을 계속 가했다. 충전한 절단 스트랜드의 체적에 변화가 없게 된 때의 체적을 측정했다. 그 체적과 절단 스트랜드의 질량과를 사용하여 부피 밀도를 산출했다.
(안식각의 측정 방법)
40g의 탄소 섬유 절단 스트랜드를 하부의 구경(口徑)이 18㎜ 인 깔때기로 충전하고, 그 절단 스트랜드를 100㎜ 높이에서 바닥면으로 자유 낙하시켰다. 바닥면에 떨어져 쌓인 절단 스트랜드의 높이(h)와 낙하 범위의 반지름(r)과를 계측했다. 바닥면과 절단 스트랜드의 산(山)의 경사면을 이루는 각도(안식각 θ)를 하기 식
tan θ = h / r
를 이용하여 산출했다.
실시 예 1 ~ 6 및 비교 예 1 ~ 4
꼬임이 없는 단사 수 48,000개의 PAN 계 탄소 섬유 스트랜드[동방테낙스 ㈜ 테낙스 STS40-48K]에 연속적으로 꼬임을 가하여 각각 표 1에 기재된 꼬임 수의 탄소 섬유 스트랜드를 얻었다. 이러한 꼬임을 가한 탄소 섬유 스트랜드를 연속적으로 4m/분의 처리속도로 사이즈제 용기 속에 넣어 사이즈제를 함침 시켰다. 사이즈제는 가용성 8 나일론 수지[DIC(주)제품 랏카마이드 5003]의 메탄올 용액이었다. 이때, 사이즈제 욕액(浴液)의 농도를 조정하여 탄소 섬유 스트랜드의 사이즈제 양을 표 1에 표시된 값으로 조절했다. 이 조작에 의해 탄소 섬유 스트랜드는 집속처리가 되었다.
홈의 단면 형상이 직사각형(폭 3㎜ 깊이 2㎜)의 홈이 있는 롤러를 통한 후, 스트랜드를 공기 건조기(14O℃)로 보내서 탄소 섬유 스트랜드를 건조시켰다. 스트랜드는 홈이 있는 롤러를 통과함에 따라 단면이 거의 원형으로 유지되었다. 그 후, 건조시킨 탄소 섬유 스트랜드를 6㎜의 길이로 컷팅하여 탄소 섬유 절단 스트랜드를 얻었다. 앞에 서술한 방법에 의해 이러한 탄소 섬유 절단 스트랜드의 안식 각, 부피 밀도를 측정했다. 이어서, 얻은 탄소 섬유 절단 스트랜드 200㎏을 하부가 개폐 가능한 플렉시블 컨테이너 백으로 포장했다. 그 후, 플렉시블 컨테이너 백으로 포장한 탄소 섬유 절단 스트랜드의 다발 잔존율을 측정하였다. 이러한 결과를 표 1에 나타냈다.
실시 예 7
꼬임이 없는 단사 수 12,000개의 PAN 계 탄소 섬유 스트랜드[동방테낙스 ㈜ 테낙스 STS40-12K]를 3개 합쳐서 단사 수 36,000개의 탄소 섬유 스트랜드를 얻고, 계속해서 이 스트랜드에 꼬임을 가한 것 이외에는 실시 예 1과 같은 형태로 조작하여 탄소 섬유 절단 스트랜드를 얻었다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
실시 예 8
꼬임이 없는 단사 수 48,000개의 PAN 계 탄소 섬유 스트랜드[동방테낙스 ㈜ 테낙스 STS40-48K]를 2개 합쳐서 단사 수 96,000개의 탄소 섬유 스트랜드를 얻고, 계속해서 이 스트랜드에 꼬임을 가한 것 이외는 실시 예 1과 같은 형태로 조작하여 탄소 섬유 절단 스트랜드를 얻었다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
실시 예 9
꼬임이 없는 단사 수 24,000개의 PAN 계 탄소 섬유 스트랜드[동방테낙스 ㈜ 테낙스 STS40- 24K]를 5개 합쳐서 단사 수 120,000개의 탄소 섬유 스트랜드를 얻고, 계속해서 이 스트랜드에 꼬임을 가한 것 이외는 실시 예 1과 같은 형태로 탄소 섬유 절단 스트랜드를 얻었다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
비교 예 5
꼬임이 없는 단사 수 12,000개의 PAN 계 탄소 섬유 스트랜드[동방테낙스 ㈜ 테낙스 STS40-12K]를 사용하여 실시 예 1과 같은 형태로 연속적으로 꼬임을 가하여 탄소 섬유 절단 스트랜드를 얻었다. 그 결과를 표1에 나타낸다.
비교 예 6
탄소 섬유로서 꼬임이 없는 단사 수 24,000개의 PAN 계 탄소 섬유 스트랜드[동방테낙스 ㈜ 테낙스 STS40-24K]에 꼬임을 가한 것 이외에는 실시 예 1과 같은 형태로 조작하여 탄소 섬유 절단 스트랜드의 제조를 실시했다.
그러나, 단사 수가 적기 때문에 안식각이 32도로 높게 되었다.
비교 예 7
탄소 섬유로서 꼬임이 없는 단사 수 48,000개의 PAN 계 탄소 섬유 스트랜드[동방테낙스 ㈜ 테낙스 STS40-48K]를 5개 합쳐서 단사 수 240,000개의 탄소 섬유 스트랜드를 얻고, 계속해서 스트랜드에 꼬임을 가한 것 이외에는 실시 예 1과 같은 형태로 조작하여 탄소 섬유 절단 스트랜드의 제조를 실시하였다. 그러나, 단사 수가 너무 많아 사이즈 부여 공정, 스트랜드의 절단 공정이 불안정하게 되어 목적하는 성질과 상태(性狀)를 갖는 절단 스트랜드를 얻을 수 없었다.
필라멘트 수 꼬임 수
(개/m)		 사이즈 부착 Dmin
(mm)		 Dmax
(mm)		 Dmax/Dmin L/Dmin 다발 잔존율 부피 밀도
(g/l)		 안식각
실시 예1 48000 3 5.0% 1.97 2.18 1.11 3.05 83.3% 458 25°
실시 예2 48000 6 4.8% 2.00 2.14 1.07 3.00 71.4% 438 28°
실시 예3 48000 1 5.4% 1.88 2.73 1.45 3.19 74.2% 461 29°
실시 예4 48000 30 4.6% 1.62 1.98 1.22 3.70 70.2% 375 30°
실시 예5 48000 3 3.0% 1.83 2.45 1.34 3.28 75.0% 464 27°
실시 예6 48000 3 9.0% 2.03 2.09 1.03 2.96 98.0% 480 28°
실시 예7 36000 3 5.1% 1.63 1.84 1.13 3.68 92.0% 447 28°
실시 예8 96000 3 5.1% 3.70 4.04 1.09 1.62 71.4% 288 29°
실시 예9 120000 3 5.0% 4.50 7.56 1.68 1.33 70.3% 210 30°
비교 예1 48000 0 4.3% 1.68 3.31 1.97 3.57 58.8% 462 34°
비교 예2 48000 100 4.2% 1.34 2.47 1.84 4.48 57.2% 100 45°
비교 예3 48000 3 0.5% 1.33 2.62 1.97 4.51 43.6% 95 53°
비교 예4 48000 3 14.2% 1.53 2.34 1.53 3.92 100.0% 570 36°
비교 예5 12000 3 6.0% 0.95 1.12 1.18 6.32 100.0% 430 32°
비교 예6 24000 3 5.8% 1.34 1.55 1.16 4.48 96.3% 442 32°
비교 예7 240000 3 공정이 불안정하게 되어 제품을 얻을 수 없었다.
실시 예10 48000 3 7.0% 1.85 2.45 1.40 3.24 73.0% 405 28°
실시 예11 48000 3 3.0% 1.83 2.45 1.34 3.28 77.0% 385 29°
실시 예 10
우레탄 변성 에폭시 수지((주) ADEKA사 제품 상품명 아데카레진 EPU-4-75X)의 아세톤 용액을 사이즈제로 사용한 것 이외는 실시 예 1과 같은 형태로 조작하여 탄소 섬유 절단 스트랜드를 제조하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
실시 예 11
폴리우레탄 수지(바이엘(주)사 제품 상품명 디스파콜 U-54)의 물 분산 용액을 사이즈제로 사용한 것 이외는 실시 예 1과 같은 형태로 조작하여 탄소 섬유 절단 스트랜드를 제조하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
실시 예 12 ~ 22
실시 예 1 ~ 11에서 얻은 탄소 섬유 절단 스트랜드 200㎏을 하부가 개폐 가능한 플렉시블 컨테이너 백에 각각 포장하여 펠릿 제조 공정에 제공했다. 즉, 포장체를 크레인으로 매달아 올려 플렉시블 컨테이너 백의 하부를 개폐 조작하여 압출기의 호퍼에 한번에 호퍼가 가득 차는(充滿) 양의 탄소 섬유 절단 스트랜드를 공급했다.
실시 예 1 ~ 11에서 얻은 탄소 섬유 절단 스트랜드는 모두 안식각이 30도 이하로 낮고 유동성이 우수했다. 이 이유로, 호퍼 내의 대량의 탄소 섬유 절단 스트랜드는 보풀 막힘을 일으키지 않고 안정적으로 호퍼에서 계량기로 공급되었다.
비교 예 8 ~ 1 3
비교 예 1 ~ 6에서 얻은 탄소 섬유 절단 스트랜드 200㎏을 실시 예 12와 같은 형태로 조작하여 하부가 개폐 가능한 플렉시블 컨테이너 백에 각각 포장하여 펠릿 제조 공정에 제공했다.
비교 예 8
비교 예 1에서 얻은 탄소 섬유 절단 스트랜드는 탄소 섬유를 가연(加撚)하고 있지 않기 때문에, Dmax/Dmin의 값(= 1.97)이 컸다. 즉, 절단 스트랜드의 단면은 비교적 편평하게 되었기 때문에 절단 스트랜드끼리의 접촉 면적이 커졌다. 그 결과, 절단 스트랜드의 안식각은 34도로 되어 절단 스트랜드의 유동성은 낮았다. 호퍼 내에서 보풀 막힘이 일어나 절단 스트랜드를 안정적으로 계량기에 공급할 수 없었다.
비교 예 9
비교 예 2에서 얻은 탄소 섬유 절단 스트랜드는 꼬임 수가 100 개/m로 너무 많기 때문에 스트랜드 내부까지 사이즈제가 침투하지 않았다. 그 이유로 스트랜드가 집속하기 어려운 것이었다. 즉, Dmax/Dmin 값(= 1.84)이 크게 되고, 게다가 다발 잔존율이 낮게 되었다. 안식각은 45도로 절단 스트랜드의 유동성은 낮았다. 그 결과, 호퍼 내에서 보풀 막힘이 일어나 절단 스트랜드를 안정적으로 계량기에 공급할 수 없었다.
비교 예 10
비교 예 3에서 얻은 탄소 섬유 절단 스트랜드는 사이즈제의 부착량이 0.5 질량%로 낮았기 때문에 섬유가 충분히 집속하고 있지 않았다. 즉, Dmax/Dmin 값(= 1.97)이 크게 되고, 다발 잔존율이 낮게 되었다. 안식각은 53도로 유동성은 낮았다. 그 결과, 호퍼 내에서 보풀 막힘이 일어나 절단 스트랜드를 안정적으로 계량기에 공급할 수 없었다.
비교 예 11
비교 예 4에서 얻은 탄소 섬유 절단 스트랜드는, 사이즈 부착량이 14.2 %로 많기 때문에 절단 스트랜드 표면은 매끄럽지 않았다. 즉, 안식각은 36도로 유동성은 낮았다. 호퍼 내에서 보풀 막힘이 일어나 절단 스트랜드를 안정적으로 계량기에 공급할 수 없었다.
압출기에서의 수지와 탄소 섬유 절단 스트랜드와의 반죽에서는 수지로의 탄소 섬유 절단 스트랜드의 분산성이 나쁘고, 그 결과 양질의 펠릿은 얻을 수 없었다.
비교 예 12
비교 예 5에서 얻은 탄소 섬유 절단 스트랜드는 이용한 탄소 섬유의 단사 수가 12,000개로 적었다. 따라서, 얻은 절단 스트랜드의 지름은 작게 되었다. 그 결과, 섬유 길이(L)와 짧은 지름(Dmin)의 비율이 6.32로 크게 되었다. 즉, 접촉 면적이 증가했기 때문에 얻을 수 있는 안식각은 30도를 초과하여 절단 스트랜드의 유동성이 저하했다. 호퍼 내에서 보풀 막힘이 일어나 절단 스트랜드를 안정적으로 계량기에 공급할 수 없었다.
비교 예 13
비교 예 6에서 얻은 탄소 섬유 절단 스트랜드는 이용한 탄소 섬유의 단사 수가 24,000개로 적었다. 따라서, 얻은 절단 스트랜드의 지름은 작게 되었다. 그 결과, 섬유 길이(L)와 짧은 지름(Dmin)의 비율이 4.48로 커졌다. 즉, 접촉 면적이 증가했기 때문에 안식각이 32도로 크게 되어 절단 스트랜드의 유동성이 저하했다. 그 결과, 호퍼 내에서 보풀 막힘이 일어나 절단 스트랜드를 안정적으로 계량기에 공급할 수 없었다.

Claims (8)

  1. 30,000 ~ 120,000개의 탄소 섬유로 이루어지는 단사와, 상기 단사를 집속하는 1 ~ 10 질량%의 사이즈제로 이루어지는 탄소 섬유 절단 스트랜드이며, 그 단면의 긴 직경(Dmax)과 짧은 직경(Dmin)의 비율(Dmax/Dmin)이 1.0 ~ 1.8이고, 섬유 방향에 따른 길이(L)가 3 ~ 10㎜이고, 그 안식각이 10 ~ 30도인 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 절단 스트랜드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    절단 스트랜드의 섬유 방향에 따른 길이(L)와 절단 스트랜드의 짧은 직경(Dmin)과의 비율(L/Dmin)이 4 이하인 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 절단 스트랜드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    사이즈제가 폴리아미드 수지인 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 절단 스트랜드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    단사 수가 30,000 ~ 120,000개의 꼬임이 없는 탄소 섬유 스트랜드에 0.5 ~ 50개/m의 꼬임을 가하는 공정과, 상기 꼬임을 가한 탄소 섬유 스트랜드를 사이즈제 용기에 넣은 후 건조하는 것에 의해 1 ~ 10 질량%의 사이즈제를 부여하여 탄소 섬유 스트랜드를 집속시키는 공정과, 상기 집속시킨 탄소 섬유 스트랜드를 소정 길이로 절단하는 공정과,를 갖는 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 절단 스트랜드의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    사이즈제가 폴리아미드 수지이고, 사이즈제 용기의 사이즈제 농도가 0.5 ~ 30 질량%인 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 절단 스트랜드의 제조방법.
  6. 30,000 ~ 120,000개의 탄소 섬유 단사와, 상기 단사를 집속하는 1 ~ 10 질량%의 사이즈제로 이루어지는 탄소 섬유 절단 스트랜드이며, 그 단면의 긴 직경(Dmax)과 짧은 직경(Dmin)의 비율(Dmax/Dmin)이 1.0 ~ 1.8이고, 절단 스트랜드의 섬유 방향에 따른 길이(L)가 3 ~ 10㎜이고, 그 안식각이 10 ~ 30도인 탄소 섬유 절단 스트랜드의 집합체이며, 상기 집합체에 포함되는 탄소 섬유 절단 스트랜드의 다발 잔존율이 70% 이상인 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 절단 스트랜드의 집합체.
  7. 30,000 ~ 120,000개의 탄소 섬유 단사와, 상기 단사를 집속하는 1 ~ 10 질량%의 사이즈제로 이루어지는 탄소 섬유 절단 스트랜드이며, 그 단면의 긴 직경(Dmax)과 짧은 직경(Dmin)의 비율(Dmax/Dmin)이 1.0 ~ 1.8이고, 절단 스트랜드의 섬유 방향에 따른 길이(L)가 3 ~ 10㎜이고, 그 안식각이 10 ~ 30도인 탄소 섬유 절단 스트랜드와, 상기 탄소 섬유 절단 스트랜드를 포장하는 플렉시블 컨테이너 백과로 이루어지는 포장체이며, 포장체에 포함되는 탄소 섬유 절단 스트랜드의 다발 잔존율이 70% 이상인 것을 특징으로 하는 탄소섬유 절단 스트랜드의 포장체.
  8. 압출기를 이용하여 제조하는 열가소성 수지와 상기 열가소성 수지에 분산하는 탄소 섬유로 이루어지는 펠릿의 제조방법이며, 30,000 ~ 120,000개의 탄소 섬유로 이루어지는 단사와, 상기 단사를 집속하는 1 ~ 10 질량%의 사이즈제로 이루어지는 탄소 섬유 절단 스트랜드이며, 그 단면의 긴 직경(Dmax)과 짧은 직경(Dmin)의 비율(Dmax/Dmin)이 1.0 ~ 1.8이고, 섬유 방향에 따른 길이(L)가 3 ~ 10㎜이고, 그 안식각이 10 ~ 30도인 탄소 섬유 절단 스트랜드를 플렉시블 컨테이너 백으로부터 직접 압출기의 호퍼에 투입하여 압출기 속에서 상기 탄소 섬유 절단 스트랜드와 수지와를 반죽하는 것을 특징으로 하는 펠릿의 제조방법.
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